[发明专利]垂直起降飞行器的复杂地形自适应起落装置及其着陆方法

权利要求书

1.一种垂直起降飞行器的复杂地形自适应起落装置，其特征在于，包括：扫描探测器、地形识别相机，以及至少两条着陆腿，所述着陆腿包括：腿部连杆、活动关节、缓冲机构、载荷传感器和足端装置；

其中，每条所述着陆腿的腿部连杆包括上部连杆和下部连杆，上部连杆与起落架转接架通过一个活动关节连接，上部连杆与下部连杆通过一个活动关节连接，下部连杆中安装缓冲机构，着陆腿的末端安装足端装置，载荷传感器安装于下部连杆与足端装置之间；所述两个活动关节，用于分别控制上部连杆和下部连杆的运动姿态；

所述缓冲机构包括：缓冲机构安装板，设置于缓冲机构安装板上的缓冲机构外套筒，位于缓冲机构外套筒内的冲击头，与冲击头顶部固定连接、且伸出缓冲机构外套筒的活塞杆，填充于缓冲机构外套筒内的缓冲介质，以及连接于冲击头与缓冲机构安装板内侧之间的缓冲弹簧；所述缓冲机构，用于在地形自适应起落装置着陆后，通过活塞杆和冲击头在着陆载荷的作用下共同运动，压缩缓冲介质和缓冲弹簧，以缓冲着陆能量，通过其变形和发热耗散能量；

所述足端装置包括：与传感器下法兰板相连接的安装架，设置于安装架下端的支撑足，以及环形布设于安装架周围的支撑板；其中，所述支撑板设置为可活动的条形板，具有收起和打开状态；所述支撑足设置为爪状结构，具有蜷起和打开状态；

所述载荷传感器通过传感器上法兰板与缓冲机构的缓冲机构安装板连接，通过传感器下法兰板与足端装置的安装架连接；

所述扫描探测器和地形识别相机，安装于垂直起降飞行器的下方、且位于起落架转接架的前方，用于在着陆前进行地形识别与建模；

所述载荷传感器，用于测量着陆过程中着陆腿触地后的地面载荷，通过将多条着陆腿的地面载荷实时测量值反馈给飞制系统，以通过活动关节控制着陆腿的姿态；

所述垂直起降飞行器的复杂地形自适应起落装置，用于在着陆前根据扫描探测器和地形识别相机的扫描和识别结果，确定复杂地形自适应起落装置的着陆模式，并根据已确定的着陆模式控制复杂地形自适应起落装置的着陆腿的姿态，所述着陆腿的姿态包括腿部连杆和活动关节的姿态，以及支撑足和支撑板的姿态；其中，所述着陆模式包括复杂地形自适应着陆、应急坠撞和水上迫降。

2.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器的复杂地形自适应起落装置，其特征在于，所述复杂地形自适应起落装置通过起落架转接架安装于垂直起降飞行器的下端；

所述起落架转接架中设置有与着陆腿数量相同的着陆腿安装孔位，用于一一对应的安装复杂地形自适应起落装置中的多条着陆腿；所述着陆腿的数量为2条、3条、4条或6条。

3.根据权利要求1所述的垂直起降飞行器的复杂地形自适应起落装置，其特征在于，所述缓冲机构中的缓冲介质包括空气、液压油或橡胶。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的垂直起降飞行器的复杂地形自适应起落装置，其特征在于，还包括：坠撞气囊和漂浮气囊；

所述坠撞气囊安装于起落架转接架的下方，用于应急坠撞时的辅助缓冲与吸能，坠撞气囊在着陆速度达到预设阈值时打开，与着陆腿同时起到地面支撑的作用，着地后坠撞气囊内部气体释放；

所述漂浮气囊安装于起落架转接架的周围，前后左右共安装4个，且为对称安装结构，用于紧急迫降于水面时起到漂浮作用。

5.一种垂直起降飞行器的复杂地形自适应起落装置的着陆方法，其特征在于，采用如权利要求1～4中任一项所述的垂直起降飞行器的复杂地形自适应起落装置执行着陆操作，所述着陆方法包括：

通过扫描探测器获取地形情况、通过地形识别相机获取地面材质信息，并结合下坠速度，确定复杂地形自适应起落装置的着陆模式，所述着陆模式包括复杂地形自适应着陆、应急坠撞和水上迫降；

根据已确定的着陆模式，控制复杂地形自适应起落装置的着陆腿的姿态，所述着陆腿的姿态包括腿部连杆和活动关节的姿态，以及支撑足和支撑板的姿态。